一种应拉木纤维-蚕丝蛋白复合膜及其制备方法_2

文档序号:9342463阅读:来源:国知局
上述制备应拉木纤 维溶液和透明溶液的操作均在相对真空度为-〇. 〇4MPa的真空中进行;将上述透明溶液倒 入模具中固化,然后用蒸馏水清洗至无离子液体残留,在真空干燥箱中干燥得到应拉木纤 维-蚕丝蛋白复合膜,干燥温度为50°C,干燥时的相对真空度为-0. 07MPa,干燥时间为24h。 经测定,该复合膜的拉伸强度为57MPa。
[0036] 实施例4
[0037] 将0.9g白度为58%、结晶度为30%、聚合度为665的椴树应拉木纤维加入到 89. Ig的N-羟乙基吡啶六氟磷酸盐离子液体中,先搅拌Ih进行预混,预混温度为50°C,预 混完成后,再继续加热至95°C,保持温度并搅拌2h至应拉木纤维全部溶解,得到应拉木纤 维质量百分含量为1 %的应拉木纤维溶液;将该应拉木纤维溶液与〇. Ig蚕丝蛋白混合后, 搅拌2h至溶液透明,搅拌温度为95°C,得到透明溶液,上述制备应拉木纤维溶液和透明溶 液的操作均在相对真空度为-〇. 〇7MPa的真空中进行;将上述透明溶液倒入模具中固化,然 后用蒸馏水清洗至无离子液体残留,在真空干燥箱中干燥得到应拉木纤维-蚕丝蛋白复合 膜,干燥温度为50°C,干燥时的相对真空度为-0. 06MPa,干燥时间为20h。经测定,该复合膜 的拉伸强度为62MPa。
[0038] 实施例5
[0039] 将20g白度为65. 2%、结晶度为61%、聚合度为200的白桦应拉木纤维加入到 ISOg的七氯二铝酸三甲基丁基铵离子液体中,先搅拌Ih进行预混,预混温度为40°C,预混 完成后,再继续加热至110°c,保持温度并搅拌2. 5h至应拉木纤维全部溶解,得到应拉木纤 维质量百分含量为10%的应拉木纤维溶液;将该应拉木纤维溶液与ISOg蚕丝蛋白混合后, 搅拌2h至溶液透明,搅拌温度为IKTC,得到透明溶液,上述制备应拉木纤维溶液和透明溶 液的操作均在相对真空度为-〇. 〇5MPa的真空中进行;将上述透明溶液倒入模具中固化,然 后用蒸馏水清洗至无离子液体残留,在真空干燥箱中干燥得到应拉木纤维-蚕丝蛋白复合 膜,干燥温度为40°C,干燥时的相对真空度为-0. 05MPa,干燥时间为24h。经测定,该复合膜 的拉伸强度为56MPa。
[0040] 实施例6
[0041] 将12g白度为76%、结晶度为45%、聚合度为1400的杨树应拉木纤维加入到88g 的1-烯丙基-3-乙基-咪唑溴盐离子液体中,先搅拌2. 5h进行预混,预混温度为30°C,预 混完成后,再继续加热至IKTC,保持温度并搅拌2. 5h至应拉木纤维全部溶解,得到应拉木 纤维质量百分含量为12%的应拉木纤维溶液;将该应拉木纤维溶液与6g蚕丝蛋白混合后, 搅拌I. 5h至溶液透明,搅拌温度为IKTC,得到透明溶液,上述制备应拉木纤维溶液和透明 溶液的操作均在相对真空度为-〇. 〇6MPa的真空中进行;将上述透明溶液倒入模具中固化, 然后用蒸馏水清洗至无离子液体残留,在真空干燥箱中干燥得到应拉木纤维-蚕丝蛋白复 合膜,干燥温度为40°C,干燥时的相对真空度为-0. 03MPa,干燥时间为28h。经测定,该复合 膜的拉伸强度为65MPa。
[0042] 实施例7
[0043] 将IOg白度为64. 8%、结晶度为78. 0%、聚合度为765的杨树应拉木纤维加入到 490g的1-烯丙基-3-甲基-咪唑氯盐离子液体中,先搅拌2h进行预混,预混温度为40°C, 预混完成后,再继续加热至l〇〇°C,保持温度并搅拌2. 5h至应拉木纤维全部溶解,得到应拉 木纤维质量百分含量为2%的应拉木纤维溶液;将该应拉木纤维溶液与IOg蚕丝蛋白混合, 再搅拌Ih至溶液透明,搅拌温度为100°C,得到透明溶液,上述制备应拉木纤维溶液和透 明溶液的操作均在常压条件下进行;将上述透明溶液倒入模具中固化,然后用蒸馏水清洗 至无离子液体残留,在真空干燥箱中干燥得到应拉木纤维-蚕丝蛋白复合膜,干燥温度为 40°C,干燥时的相对真空度为-0. 05MPa,干燥时间为24h。经测定,该复合膜的拉伸强度为 60MPa〇
[0044] 对比例1
[0045] 将IOg白度为70. 7%、结晶度为62. 8%、聚合度为1069的杨树正常木纤维加入到 490g的1-烯丙基-3-甲基-咪唑氯盐离子液体中,先搅拌2h进行预混,预混温度为40°C, 预混完成后,再继续加热至l〇〇°C,保持温度并搅拌2. 5h至正常木纤维全部溶解,得到正常 木纤维质量百分含量为2%的正常木纤维溶液;将该正常木纤维溶液与IOg蚕丝蛋白混合 后,搅拌Ih至溶液透明,搅拌温度为KKTC,得到透明溶液,上述制备正常木纤维溶液和透 明溶液的操作均在相对真空度为-〇. 〇6MPa的真空中进行;将上述透明溶液倒入模具中固 化,然后用蒸馏水清洗至无离子液体残留,在真空干燥箱中干燥得到正常木纤维-蚕丝蛋 白复合膜,干燥温度为40°C,干燥时的相对真空度为-0. 05MPa,干燥时间为24h。经测定,该 复合膜的拉伸强度为50MPa。
[0046] 对比例2
[0047] 将IOg白度为55. 2%、结晶度为46. 2%、聚合度为434的芦苇杆纤维加入到490g 的1-烯丙基-3-甲基-咪唑氯盐离子液体中,先搅拌2h进行预混,预混温度为40°C,预混 完成后,再继续加热至l〇〇°C,保持温度并搅拌2. 5h至芦苇杆纤维全部溶解,得到芦苇杆纤 维质量百分含量为2%的芦苇杆纤维溶液;将该芦苇杆纤维溶液与IOg蚕丝蛋白混合后, 搅拌Ih至溶液透明,搅拌温度为KKTC,得到透明溶液,上述制备芦苇杆纤维溶液和透明溶 液的操作均在相对真空度为-〇. 〇6MPa的真空中进行;将上述透明溶液倒入模具中固化,然 后用蒸馏水清洗至无离子液体残留,在真空干燥箱中干燥得到芦苇杆纤维-蚕丝蛋白复合 膜,干燥温度为40°C,干燥时的相对真空度为-0. 05MPa,干燥时间为24h。经测定,该复合膜 的拉伸强度为47MPa。
[0048] 应拉木是指在阔叶树材倾斜或弯曲树干和枝条的上方,即受拉部位的木质部。在 人工林木材的加工利用中,含有应拉木的木材存在锯解时易开裂、干燥中易变形、加工平面 粗糙起毛和成纸时纤维之间结合弱等诸多缺陷,因此应拉木一直被认为是人工林木材中有 较为严重品质缺陷的废材。
[0049] 表1.复合膜的拉伸强度比较
[0051] 从表1可以看出,采用应拉木纤维制成的复合膜比采用正常木纤维和芦苇杆纤维 制备的复合膜的拉伸强度都高;图1为本发明实施例1中应拉木纤维-蚕丝蛋白复合膜和 对比例1中正常木纤维-蚕丝蛋白复合膜的拉伸特性对比图,从图1可以看出,相同条件 下,应拉木纤维-蚕丝蛋白复合膜比正常木纤维-蚕丝蛋白复合膜的拉伸强度高。这是由 于应拉木相比正常木以及芦苇杆等草本植物而言,其含有厚壁的胶质纤维,该胶质纤维完 全由结晶状态的纤维素构成,且应拉木的纤维素的含量相对较高,而木质素和半纤维素的 含量相对较少,有利于提高复合膜的拉伸强度。本发明实施例以严重品质缺陷、成本低廉的 应拉木纤维为原料制备复合膜,充分利用应拉木纤维素含量和聚集态结构等方面的优势, 不仅制备出拉伸强度更高的复合膜,降低了纤维素蚕丝蛋白复合膜的成本,而且变废为宝, 充分利用生物资源,有效解决了林木材资源浪费的问题。
[0052] 图2-a和图2-b分别为本发明实施例1中应拉木纤维-蚕丝蛋白复合膜和对比例 1中正常木纤维-蚕丝蛋白复合膜的DTG对比图和DSC对比图,从图2-a可以看出,相同条 件下,正常木纤维-蚕丝蛋白复合膜和应拉木纤维-蚕丝蛋白复合膜的热稳定性差异不明 显,说明采用具有严重品质缺陷的应拉木纤维所制备的复合膜能达到与采用正常木纤维制 备的复合膜相同的热稳定性;另外,从图2-b可以看出,相同条件下,应拉木纤维-蚕丝蛋白 复合膜受热后比正常木纤维-蚕丝蛋白复合膜更易产生分子链重排、再结晶,说明应拉木 纤维比正常木纤维更容易与蚕丝蛋白共混,且应拉木纤维-蚕丝蛋白复合膜的生物相容性 更好。由上可知,采用应拉木纤维与蚕丝蛋白共混制备的复合膜不仅具有
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